CN115341765A - 一种整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法，该整平装置包括：移动底盘；整平执行机构；主控模块，设置在移动底盘上；主控模块包括定位单元和控制单元；定位单元为卫星定位单元，用于卫星定位整平装置的实时位置，定位单元、移动底盘和整平执行机构均与控制单元电连接；控制单元用于接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元用于根据施工路径与实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。本发明实施例提供的整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法，能够提高施工精度与效率。

Description

一种整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑技术，尤其涉及一种整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法。

背景技术

随着科技的进步和发展，面向建筑工地的专业工程机器人也正在蓬勃发展。由于建筑工地现场环境恶劣，干扰因素多，建筑机器人实际应用中面临很大挑战。其中混凝土整平装置需要在捆扎好的钢筋、刚浇筑的混凝土上运动、施工，机器人真正的实现全自动工作还面临很大的挑战。

目前，现有的整平装置，通常在执行施工等作业任务时，由于工地环境复杂，存在运动路径不精确、作业覆盖率低等问题，并且还需要人工辅助，容易出现因施工控制不可靠而造成施工作业出现遗漏或施工错误等问题，影响整平装置施工的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法，以提高施工精度与效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种整平装置，包括：

移动底盘；

整平执行机构；

主控模块，设置在移动底盘上；主控模块包括定位单元和控制单元；定位单元为卫星定位单元，用于卫星定位整平装置的实时位置，并生成实时位置信息，定位单元、移动底盘和整平执行机构均与控制单元电连接；控制单元用于接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元用于根据施工路径与实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。

可选的，整平执行机构包括振捣板、刮板、振动电机和电动推杆，振动电机设置在振捣板上，电动推杆与刮板连接，振动电机和电动推杆均与控制单元连接；控制单元用于通过振动电机控制振捣板的工作状态，并控制电动推杆调整刮板的高度。

可选的，上述整平装置还包括激光接收器，激光接收器设置在刮板的两端，与控制单元电连接；激光接收器用于接收刮板的高程信息，并将高程信息发送至控制单元。

第二方面，本发明实施例还提供了一种整平机器人，包括如第一方面所述的整平装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种整平装置的施工方法，施工方法由如第一方面所述的控制单元执行，施工方法包括：

接收施工任务；其中，施工任务包括施工路径；

根据施工路径与定位单元生成的实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。

可选的，施工路径包括依次经过的第一点、起始点、结束点和第二点，控制整平执行机构的工作状态，包括：

根据施工路径和实时位置信息，控制移动底盘移动至施工路径的第一点，整平装置到达第一点后，控制整平执行机构下降；

控制移动底盘由第一点移动至起始点，整平装置到达起始点后，控制整平执行机构切换至施工状态；

控制移动底盘由起始点移动至结束点，整平装置到达结束点后，控制整平执行机构切换至非施工状态；

控制移动底盘由结束点移动至第二点，整平装置到达第二点后，控制整平执行机构抬起。

可选的，控制移动底盘移动至施工路径的第一点，包括：

控制移动底盘移动至施工路径的第二点，并由第二点移动至第一点。

可选的，还包括：

整平装置由结束点至起始点的运行过程中，控制整平执行机构的工作状态不变。

可选的，施工路径为多条，控制整平执行机构的工作状态，包括：

当整平装置执行完一条施工路径的作业任务时，控制移动底盘由完成作业的施工路径的结束点移动至另一条施工路径的起始点。

可选的，控制整平执行机构的工作状态，包括：

控制整平装置依次执行各条施工路径的作业任务，直至各条施工路径的作业任务执行完成。

本发明实施例提供的整平装置、整平机器人和整平装置的施工方法，通过卫星定位单元卫星定位整平装置的实时位置，生成实时位置信息，并通过控制单元接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元根据施工路径与实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。通过卫星定位数据即实时位置信息，可直接控制整平装置进行指定路径的施工，解决了工地复杂环境下的导航困难问题，高精度的定位信息解决了整平装置全自动工作、高精度工作的难点。并且，控制单元将实时位置信息与施工路径结合，通过实时卫星定位数据与施工路径的比对，对施工路径进行准确的把控，提高施工精度与效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种整平装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种整平装置处于施工状态的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种整平装置处于非施工状态的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种整平装置的施工方法的流程图；

图5是对图4中步骤120进行细化的方法流程图；

图6是本发明实施例二提供的一种施工路径的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种整平装置的结构示意图，本实施例可适用于对建筑工地的混凝土进行整平等方面，该整平装置包括：移动底盘10、整平执行机构20和主控模块30。

其中，主控模块30设置在移动底盘10上；主控模块30包括定位单元和控制单元(图中未示出)；定位单元为卫星定位单元，用于卫星定位整平装置的实时位置，并生成实时位置信息，定位单元、移动底盘10和整平执行机构20均与控制单元电连接；控制单元用于接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元用于根据施工路径与实时位置信息，控制移动底盘10移动，在移动底盘10移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构20的工作状态。

具体的，当整平装置需要执行施工任务时，整平装置启动，完成自检，并自动切换至抬起状态。卫星定位单元通过卫星定位整平装置的实时位置，控制单元接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元可将实时位置信息与施工路径的起始点进行比对，自动生成路径，以控制移动底盘10移动至施工路径的起始点。在移动底盘10移动过程中，卫星定位单元实时对整平装置的位置进行卫星定位，控制单元根据卫星定位数据即实时位置信息，确定整平装置偏离设定路径时，控制移动底盘10进行纠偏。控制单元根据施工路径与实时位置信息，控制整平执行机构20的工作状态，如在移动底盘10移动至施工路径的起始点时，控制整平执行机构20为施工状态，并在控制移动底盘10由施工路径的起始点至结束点移动过程中，控制单元控制整平执行机构20保持施工状态，以使整平装置可靠地施工。

并且，控制单元根据实时位置信息即卫星定位数据，确定移动底盘10移动至施工路径的结束点后，控制整平执行机构20切换至非施工状态，以结束施工。通过卫星定位数据即实时位置信息，控制单元可直接控制整平装置进行指定路径的施工，解决了工地复杂环境下的导航困难问题，高精度的定位信息解决了整平装置全自动工作、高精度工作的难点。且控制单元将实时位置信息与施工路径结合，通过实时卫星定位数据与施工路径的比对，对施工路径进行准确的把控，提高施工精度与效率。

本实施例提供的整平装置，通过卫星定位单元卫星定位整平装置的实时位置，并通过控制单元接收施工任务，施工任务包括施工路径，控制单元根据施工路径与实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制单元根据施工任务与实时位置信息控制整平执行机构的工作状态。通过卫星定位数据即实时位置信息，可直接控制整平装置进行指定路径的施工，解决了工地复杂环境下的导航困难问题，高精度的定位信息解决了整平装置全自动工作、高精度工作的难点。并且，控制单元将实时位置信息与施工路径结合，通过实时卫星定位数据与施工路径的比对，对施工路径进行准确的把控，提高施工精度与效率。

继续参考图1，可选的，整平执行机构20包括振捣板21、刮板22、振动电机23和电动推杆，振动电机23设置在振捣板21上，电动推杆与刮板22连接，振动电机23和电动推杆均与控制单元连接；控制单元用于通过振动电机23控制振捣板21的工作状态，并控制电动推杆调整刮板22的高度。

具体的，在整平装置执行施工任务时，控制单元可根据施工任务与实时位置信息，控制振动电机带动振捣板21工作，整平装置通过振捣板21和刮板22执行振捣、刮平等工作。整平装置还包括连接架50，整平执行机构20与连接架50一端铰接，连接架50另一端与主控模块30铰接。图2是本发明实施例一提供的一种整平装置处于施工状态的结构示意图，参考图2，整平装置的振捣板21和刮板22工作，整平装置处于施工状态。图3是本发明实施例一提供的一种整平装置处于非施工状态的结构示意图，参考图3，整平装置抬起，此时整平装置不执行施工任务。

可选的，上述整平装置还包括激光接收器40，激光接收器40设置在刮板22的两端，与控制单元电连接；激光接收器40用于接收刮板22的高程信息，并将高程信息发送至控制单元。

其中，激光接收器40可接收激光发射器发射的激光，激光发射器可设置在施工场地，激光接收器40可根据接收的激光确定刮板22的高程信息，并将高程信息发送至控制单元。控制单元可根据高程信息控制电动推杆调整刮板22两端的高度，以使得刮板两端的高度相同，保证刮板22能够可靠工作。

本发明实施例还提供了一种整平机器人，该整平机器人包括如本发明任意实施例所述的整平装置，具备本发明任意实施例所述的整平装置相应的有益效果，在此不再赘述。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的一种整平装置的施工方法的流程图，本实施例可适用于对建筑工地的混凝土进行整平等方面，该施工方法由本发明任意实施例所述的控制单元执行，具体包括如下步骤：

步骤110、接收施工任务；其中，施工任务包括施工路径。

具体的，当整平装置需要执行施工任务时，整平装置启动，完成自检，并自动切换至抬起状态。整平装置的控制单元接收施工任务，施工任务中的施工路径可以是一条或多条，控制单元可根据施工路径控制整平装置执行具体的施工任务。

步骤120、根据施工路径与定位单元生成的实时位置信息，控制移动底盘移动，在移动底盘移动至施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。

其中，控制单元可将实时位置信息与施工路径的起始点进行比对，自动生成路径，以控制移动底盘移动至施工路径的起始点。在移动底盘移动过程中，卫星定位单元实时对整平装置的位置进行卫星定位，控制单元根据卫星定位数据即实时位置信息，确定整平装置偏离设定路径时，控制移动底盘进行纠偏。控制单元根据施工路径与实时位置信息，控制整平执行机构的工作状态，如在移动底盘移动至施工路径的起始点时，控制整平执行机构为施工状态，并在控制移动底盘由施工路径的起始点至结束点移动过程中，控制单元控制整平执行机构保持施工状态，以使整平装置可靠地施工。并且，控制单元根据实时位置信息即卫星定位数据，确定移动底盘移动至施工路径的结束点后，控制整平执行机构为抬起状态，以结束施工。通过卫星定位数据即实时位置信息，控制单元可直接控制整平装置进行指定路径的施工，解决了工地复杂环境下的导航困难问题，高精度的定位信息解决了整平装置全自动工作、高精度工作的难点。且控制单元将实时位置信息与施工路径结合，通过实时卫星定位数据与施工路径的比对，对施工路径进行准确的把控，提高施工精度与效率。

图5是对图4中步骤120进行细化的方法流程图，图6是本发明实施例二提供的一种施工路径的结构示意图，施工路径包括依次经过的第一点、起始点、结束点和第二点。如图5所示，控制整平执行机构的工作状态，包括：

步骤121、根据施工路径和实时位置信息，控制移动底盘移动至施工路径的第一点，整平装置到达第一点后，控制整平执行机构下降。

示例性地，如图6中所示A-D-B-C表示一个施工区域的墙面，路径b→a为整平装置完成该部分施工的行驶路径，一般地该行驶路径会长于实际施工部分。图6示出了三条路径ab、cd和ef，路径ab包括依次经过的第一点b1、起始点b2、结束点a2和第二点a1，路径cd包括依次经过的第一点d1、起始点d2、结束点c2和第二点c1，路径ef包括依次经过的第一点f1、起始点f2、结束点e2和第二点e1。施工路径与卫星定位单元匹配，具有对应的卫星定位坐标数据。以路径ab为例，控制单元可根据施工路径和实时位置信息，控制移动底盘由a点移动至b点，也可由其它路径向b点移动，再由b点向a点移动。由b点向a点移动过程中，整平装置依次经过第一点b1、起始点b2、结束点a2和第二点a1，到达第一点b1后，控制整平执行机构下降，即使整平装置为预备施工状态，以为施工做准备。

另外，值得注意的是第二点a1、结束点a2之间并没有任何距离前后关系要求，两者之间距离可以为正、负或0，同样的b1、b2也是如此。两者的距离可以根据施工工艺的要求进行设定。一般的，整平头下降点即第一点b1在施工开始点即起始点b2之前到达，b点可与第一点b1重合，整平头提起点即第二点a1在结束点a2之后到达，a点可与第二点a1重合。整平装置在施工前，若由结束点向起始点移动，则整平装置由结束点至起始点的运行过程中，并非作业结束，控制单元控制整平执行机构的工作状态不变，即不会触发工作状态的切换，防止误触发。例如加入当前行进判断，只有行进方向与整平执行机构方向一致时，才会触发第一点b1、起始点b2的工作效果；或者添加里程计信息进行滤波。

步骤122、控制移动底盘由第一点移动至起始点，整平装置到达起始点后，控制整平执行机构切换至施工状态。

具体的，以路径ab为例，控制单元控制移动底盘由第一点b1移动至起始点b2。整平装置到达起始点b2后，控制单元控制整平执行机构切换至施工状态。如图2所示，整平执行机构为施工状态，整平装置开始刮平、振捣，进行施工。

步骤123、控制移动底盘由起始点移动至结束点，整平装置到达结束点后，控制整平执行机构切换至非施工状态。

具体的，移动底盘由起始点至结束点移动过程中，整平装置处于施工状态，即一直在施工，整平装置到达结束点后，控制单元控制整平执行机构切换至非施工状态，以使整平装置结束施工。

步骤124、控制移动底盘由结束点移动至第二点，整平装置到达第二点后，控制整平执行机构抬起。

具体的，以路径ab为例，控制单元控制移动底盘由结束点a2移动至第二点a1。整平装置到达第二点a1后，控制单元控制整平执行机构切换至抬起状态。如图3所示，整平执行机构非施工状态，整平装置抬起，以不再施工。整平装置可继续行进至a点，完成该道行驶路径。

示例性地，施工路径为多条，当整平装置执行完一条施工路径的作业任务，控制移动底盘由完成作业的施工路径的结束点移动至另一条施工路径的起始点。控制整平装置依次执行各条施工路径的作业任务，直至各条施工路径的作业任务执行完成。如图6所示，整平装置可依次执行路径ab、cd、ef的作业任务，整平装置通常由a点原地转向并向前移动到c点，再从c点移动到d点开始作业(路径cd的作业过程可参照路径ab)。各条施工路径的作业顺序可根据实际施工需求设定，在此不做限定。

本实施例提供的整平装置的施工方法与本发明任意实施例提供的整平装置属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的整平装置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种整平装置，其特征在于，包括：

移动底盘；

整平执行机构；

主控模块，设置在所述移动底盘上；所述主控模块包括定位单元和控制单元；所述定位单元为卫星定位单元，用于卫星定位所述整平装置的实时位置，并生成实时位置信息，所述定位单元、所述移动底盘和所述整平执行机构均与所述控制单元电连接；所述控制单元用于接收施工任务，施工任务包括施工路径，所述控制单元用于根据所述施工路径与所述实时位置信息，控制所述移动底盘移动，在所述移动底盘移动至所述施工路径的预定位置时，控制所述整平执行机构的工作状态。

2.根据权利要求1所述的整平装置，其特征在于，所述整平执行机构包括振捣板、刮板、振动电机和电动推杆，所述振动电机设置在所述振捣板上，所述电动推杆与所述刮板连接，所述振动电机和所述电动推杆均与所述控制单元连接；所述控制单元用于通过所述振动电机控制所述振捣板的工作状态，并控制所述电动推杆调整所述刮板的高度。

3.根据权利要求2所述的整平装置，其特征在于，还包括激光接收器，所述激光接收器设置在所述刮板的两端，与所述控制单元电连接；所述激光接收器用于接收所述刮板的高程信息，并将所述高程信息发送至所述控制单元。

4.一种整平机器人，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的整平装置。

5.一种整平装置的施工方法，其特征在于，所述施工方法由如权利要求1-3任一所述的控制单元执行，所述施工方法包括：

接收施工任务；其中，所述施工任务包括施工路径；

根据所述施工路径与定位单元生成的实时位置信息，控制移动底盘移动，在所述移动底盘移动至所述施工路径的预定位置时，控制整平执行机构的工作状态。

6.根据权利要求5所述的整平装置的施工方法，其特征在于，所述施工路径包括依次经过的第一点、起始点、结束点和第二点，所述控制整平执行机构的工作状态，包括：

根据所述施工路径和所述实时位置信息，控制所述移动底盘移动至所述施工路径的第一点，所述整平装置到达所述第一点后，控制所述整平执行机构下降；

控制所述移动底盘由所述第一点移动至所述起始点，所述整平装置到达所述起始点后，控制所述整平执行机构切换至施工状态；

控制所述移动底盘由所述起始点移动至所述结束点，所述整平装置到达所述结束点后，控制所述整平执行机构切换至非施工状态；

控制所述移动底盘由所述结束点移动至所述第二点，所述整平装置到达所述第二点后，控制所述整平执行机构抬起。

7.根据权利要求6所述的整平装置的施工方法，其特征在于，所述控制所述移动底盘移动至所述施工路径的第一点，包括：

控制所述移动底盘移动至所述施工路径的第二点，并由所述第二点移动至所述第一点。

8.根据权利要求7所述的整平装置的施工方法，其特征在于，还包括：

所述整平装置由所述结束点至所述起始点的运行过程中，控制所述整平执行机构的工作状态不变。

9.根据权利要求5所述的整平装置的施工方法，其特征在于，所述施工路径为多条，所述控制整平执行机构的工作状态，包括：

当所述整平装置执行完一条施工路径的作业任务时，控制所述移动底盘由完成作业的施工路径的结束点移动至另一条施工路径的起始点。

10.根据权利要求9所述的整平装置的施工方法，其特征在于，所述控制整平执行机构的工作状态，包括：

控制所述整平装置依次执行各条施工路径的作业任务，直至各条施工路径的作业任务执行完成。

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